Баклер

Як вітрогенератори виробляють електроенергію?

Енергія вітру є однією з найбільш стійких і вживаних форм відновлюваної енергії. Але як енергія вітру фактично потрапляє до наших будинків, квартир і підприємств?

Що таке енергія вітру?

У самих основних термінах вітер – це повітряний потік. Більш конкретно – це своєрідна кінетична енергія, що створюється повітрям, що рухається з високого до низького тиску. Повітря з зони високого тиску завжди буде намагатися потрапити в зону низького тиску, щоб створити баланс. Таким чином, повітря знаходиться в постійному русі, а там де є рух, є енергія.

Перетворення енергії вітру в електрику

Одним з основних законів фізики є закон збереження енергії. Ви не можете створювати енергію з нічого, але ви також не можете знищити енергію. Енергія з одного джерела повинна бути передана іншому джерелу або перетворена з одного виду енергії в інший.

Вітер втрачає частину своєї кінетичної енергії, коли він натрапляє на лопатки вітрових турбін, але це означає, що турбіна набирає точну таку ж кількість енергії. Чим довше лопаті вітротурбіни, тим більше енергії вона може отримати. Більш сильний вітер дасть турбіні більше енергії.

Як вітрові турбіни працюють для виробництва електроенергії

Найбільш поширений вид вітрової турбіни, складається з високої вежі з двома або трьома великими лопатями, подібними до вітряних млинів. Лопатки гігантські – зазвичай 60 або 70 метрів у поперечнику. Башта зазвичай 85 метрів від землі, тому що чим вище ви є, тим більший вітер. І вся конструкція має просто велетенський зріст у 150 метрів. Для порівняння звичайна дев’ятиповерхівка всього 17 метрів. Великі турбіни є найбільш ефективними для отримання енергії.

Лопатки з’єднані з центральним валом, так званим ротором. Ротор обертає ряд шестерень, які збільшують обертання лопаті в 100 разів – створюючи швидкість, зручну для виробництва електроенергії генератором. Тому здається, що лопаті завжди ліниво обертаються. Також у верхній частині башти є комп’ютер, який тримає лопатки в кращому напрямку.

Ключовий елемент турбіни, що називається гондолою, сидить на вершині башти, за лопатками. Гондола містить як коробку передач, так і генератор, який приймає кінетичну енергію з обертового валу ротора і перетворює його в електричну енергію постійного струму.

Постійний струм спускається по внутрішній стороні башти, де перетворювач робить з постійного струму змінний струму – такий, який ми використовуємо в наших домогосподарствах. Трансформатор потім підвищує напругу приблизно в 50 разів,  при високій напрузі струм може більш ефективно передаватися на підстанцію, через підземні кабелі. З підстанції електроенергія розподіляється по енергосистемі до споживачів в будинках і на підприємствах.

Вітрові електростанції по всьому світу

Різниця температури повітря вдень та вночі, обертання Землі і нерівності її поверхні відіграють роль у створенні вітру. Цікаво, що у Північній півкулі вітри циркулюють за годинниковою стрілкою, а в Південній півкулі проти годинникової стрілки.

Сила вітру завжди змінюється, тому генерація електричної енергії однієї турбіни також змінюється. Для максимальної ефективності та більш надійного постачання, з’єднується багато вітрових турбін у ферму та з’єднується кілька вітрових електростанцій по всій країні в національну енергосистему.

Хоча ми описали найбільш поширений тип вітротурбіни, існує багато інших типів вітрових турбін, які створюють енергію з цього природного ресурсу.